大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動配電網(wǎng)中的應(yīng)用研究進展

王交通

[摘? ? 要]近年來，我國的配電網(wǎng)系統(tǒng)得到了較快的發(fā)展，實現(xiàn)了智能化的應(yīng)用。本文研究大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動配電網(wǎng)中的應(yīng)用，分析主動配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)和特點，明確其應(yīng)用價值，從能量優(yōu)化調(diào)度、狀態(tài)分析評估方法、保護控制方面概述其具體應(yīng)用，旨在為同行提供參考。

[關(guān)鍵詞]大數(shù)據(jù)技術(shù);主動配電網(wǎng);應(yīng)用

[中圖分類號]TM732 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）03–00–03

[Abstract]In recent years， my country's distribution network system has developed rapidly， and intelligent applications have been realized. This paper studies the application of big data technology in active distribution networks， analyzes the big data and characteristics of active distribution networks， clarifies its application value， and outlines its specific applications from energy optimization dispatching， state analysis and evaluation methods， and protection control. In providing reference for colleagues.

[Keywords]big data technology; active distribution network; application

配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，其特點表現(xiàn)為互動性強、隨機性高。主動配電網(wǎng)中，電源與柔性負荷還具有分布式規(guī)律特點，對電網(wǎng)管控提出了更高的技術(shù)要求。隨著電網(wǎng)數(shù)據(jù)量加大，數(shù)據(jù)系統(tǒng)更加復(fù)雜，數(shù)據(jù)模型變化迅速，時間和空間尺度較廣，都提高了主動配電網(wǎng)的管理難度。對配電網(wǎng)進行調(diào)控，從預(yù)測分析數(shù)據(jù)出發(fā)，進行運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，確保電網(wǎng)的優(yōu)化運轉(zhuǎn)。隨著技術(shù)的不斷進步，在主動配電網(wǎng)管理中融入大數(shù)據(jù)技術(shù)符合時代發(fā)展需求。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠有效的儲存和整合電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息，通過計算機的運算，提高電網(wǎng)工作效率。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的深入應(yīng)用，主動配電網(wǎng)規(guī)劃需要歸納總結(jié)，基于自身發(fā)展需求，對技術(shù)發(fā)展方向作出推測，解剖大數(shù)據(jù)技術(shù)特征，充分發(fā)揮出大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用價值。

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)概述

大數(shù)據(jù)技術(shù)包括內(nèi)存計算技術(shù)、分布式計算技術(shù)等數(shù)據(jù)處理技術(shù)。隨著云計算等計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用面得以擴大。從電力行業(yè)出發(fā)，掌握電力數(shù)據(jù)中心資源，發(fā)揮出大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用價值。近年來，用電量激增，電力數(shù)據(jù)不斷增長，這就要求電力行業(yè)及時更新數(shù)據(jù)處理技術(shù)、完善設(shè)施設(shè)備、促使技術(shù)要求滿足現(xiàn)實發(fā)展。大數(shù)據(jù)技術(shù)具有數(shù)量大和分布式的特點，能夠有效解決傳統(tǒng)技術(shù)無法處理的問題，儲存空間較大，分析整合功能同步升級，具有良好的處理效果。在智能技術(shù)中數(shù)據(jù)挖掘、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能等都屬于數(shù)據(jù)分析技術(shù)，技術(shù)的全面應(yīng)用有利于達到安全分析的要求，但在具體運用過程中，還存在一定缺陷。從電力系統(tǒng)的運行角度出發(fā)，電力數(shù)據(jù)相對繁瑣，傳統(tǒng)的技術(shù)無法有效將數(shù)據(jù)篩選出來，增加了工作人員的工作量。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，其超強的運算能力解決了原有訓(xùn)練模型導(dǎo)致的問題，得出的計算結(jié)果更加精準(zhǔn)，為電力工作者的決策提供科學(xué)性的參考。隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，對大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用更加完善，主動配電網(wǎng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)工作時間不間斷檢測，將收集的信息優(yōu)化整合，簡化了工作流程，降低了后期工作者的難度，最大化提高了主動配電網(wǎng)的運行效率。

2 主動配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)和特點概述

2.1 主動配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)

主動配電網(wǎng)診斷充放電狀態(tài)，需要使用高頻采樣信息，其頻率可達到200kHz。為提高采集信息的準(zhǔn)確率，需要使用特殊設(shè)備，這就對主動配電網(wǎng)中的設(shè)備提出了更高的要求。隨著數(shù)據(jù)量提高，采樣率也隨之提高，操作人員的工作量也隨之加大。近年來，分布式電源增多，例如電動汽車充電設(shè)備逐年增加。常規(guī)使用的系統(tǒng)化函數(shù)采集點較少，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)無法滿足要求，分布式電源產(chǎn)生的用電數(shù)據(jù)激增，監(jiān)測設(shè)備轉(zhuǎn)換信息難度加大，主動配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)增多。實時監(jiān)測供電區(qū)域，將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息傳輸至數(shù)據(jù)中心，通過與電網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換，確保配電網(wǎng)的自動運行。主動配電網(wǎng)中的風(fēng)能、光伏等分布式電源會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)對電源的優(yōu)化控制具有一定的參考價值。由于數(shù)據(jù)分布廣，信息來源較多，配電網(wǎng)進行預(yù)測和數(shù)據(jù)挖掘工程量相對較大，只有進行周期性學(xué)習(xí)才能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于分布式能源的特殊性，進行選址需要做好的精確分析，調(diào)查其地理位置和天氣情況。主動配電網(wǎng)對數(shù)據(jù)的要求較高，所需的數(shù)據(jù)量也非常大，只有獲得精確的數(shù)據(jù)才能滿足后續(xù)的統(tǒng)計和分析需要。

2.2 主動配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)特點

主動配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)具有規(guī)模巨大的特點。據(jù)調(diào)查可知，我國電網(wǎng)公司部署了上百個智能化的信息采集點，獲取電壓、電流等相關(guān)參數(shù)，每天產(chǎn)生的信息量巨大。由于電網(wǎng)數(shù)據(jù)種類較多，其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化信息很多，不同的數(shù)據(jù)類型提供的功能也不相同。例如，通過分析電壓、電流等數(shù)據(jù)，可以預(yù)測天氣情況，為用戶提供參考，還可以對汽車移動電源的使用情況做出有效記錄。主動配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)具有價值密度低的特點，針對連續(xù)分布式電壓、電流的檢測情況從檢測狀態(tài)角度出發(fā)，進行不間斷信息檢測，只有少量數(shù)據(jù)能夠體現(xiàn)設(shè)施設(shè)備的運行情況，無法全面判斷設(shè)備是否出現(xiàn)狀況。主動配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)存在變化速度快的特點，由于配電網(wǎng)的工作狀態(tài)是變化的，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也隨之變化，分布式發(fā)電輸出的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，都對相關(guān)人員展開研究造成了影響。只有找出數(shù)據(jù)變化規(guī)律，進行有效的存儲，才能提高數(shù)據(jù)的利用價值。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動配電網(wǎng)中的應(yīng)用價值探析

由于人們對用電量的需求越來越大，主動配電網(wǎng)運行的壓力也隨之增大。只有協(xié)調(diào)規(guī)劃主動配電網(wǎng)的運行管理，才能提高其適用性，更好的為人們提供服務(wù)。明確大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動配電網(wǎng)中的應(yīng)用價值，基于現(xiàn)實發(fā)展需要，合理的選擇技術(shù)加以應(yīng)用，提高主動配電網(wǎng)運行的實效性，為主動配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供強有力的支持。基于對主動配電網(wǎng)的科學(xué)規(guī)劃，了解其規(guī)劃含義，總結(jié)現(xiàn)實存在的矛盾，采取具有針對性的策略予以解決。從主動配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性出發(fā)，基于可靠運行的基本原則，尋求最佳的平衡點。通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，整合分析主動配電網(wǎng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的可靠性，在滿足數(shù)據(jù)所需要求的前提下，降低經(jīng)濟成本的投入，實現(xiàn)配電網(wǎng)運行可靠性和經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。對主動配電網(wǎng)進行協(xié)調(diào)管理，重點關(guān)注其運行過程中產(chǎn)生的負荷變化，對供電區(qū)域的用電情況進行全面調(diào)查，提出針對性的功能服務(wù)。眾所周知，配電網(wǎng)運行管理難度較大，只有全面應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，深入分析復(fù)雜繁瑣的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確了解不同區(qū)域、不同時段的用電需求，找出用電變化規(guī)律，有效的對主動配電網(wǎng)運行管理工作進行指導(dǎo)，強化其應(yīng)用價值。如圖1所示。

4 大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動配電網(wǎng)中的實際應(yīng)用

4.1 能量優(yōu)化調(diào)度方面

從能量優(yōu)化調(diào)度方面著手，明確數(shù)據(jù)分析的難度來源于能量優(yōu)化調(diào)度。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，提高用電數(shù)據(jù)的存儲量，技術(shù)人員全面解決數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)生的不兼容性。由于主動配電網(wǎng)數(shù)據(jù)在運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不相同，各個部門的數(shù)據(jù)存在不兼容，多項數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)共享，提高了整合和調(diào)度的難度。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，有效的緩解了此類矛盾，提升了不同部門產(chǎn)生數(shù)據(jù)的兼容性，通過有效地整合，實現(xiàn)資源共享，達到能量優(yōu)化調(diào)度的最高要求。在主動配電網(wǎng)中，雙向潮流的能量調(diào)度優(yōu)化更加困難，大數(shù)據(jù)技術(shù)中的挖掘算法，有效的減少能源調(diào)度問題，實現(xiàn)主動配電網(wǎng)的優(yōu)化升級。如圖2所示。

4.2 狀態(tài)分析評估方法方面

在主動配電網(wǎng)中的狀態(tài)分析評估中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)。針對主動配電網(wǎng)運行關(guān)鍵數(shù)據(jù)的采集工作，具有重要的應(yīng)用價值。例如，電動汽車的移動儲能系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)技術(shù)對其設(shè)備運行、分布式發(fā)電等情況進行預(yù)測，為后續(xù)有效使用提供數(shù)據(jù)支持。大數(shù)據(jù)技術(shù)中的關(guān)聯(lián)規(guī)則聚類系統(tǒng)，對分布式發(fā)電數(shù)據(jù)進行分析，為不同時空分布的電力需求提供數(shù)據(jù)。針對不同地區(qū)氣象數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，找出分布式發(fā)電數(shù)據(jù)輸出概率，更好的為主動配電網(wǎng)提供服務(wù)。主動配電網(wǎng)用戶負荷分析主要有三種模式，提取海量的數(shù)據(jù)進行智能分析并分類，做好智能預(yù)測工作，提高短期負荷的檢測精度。如圖3所示。

4.3 保護控制方面

從保護控制方面出發(fā)，明確將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于主動配電網(wǎng)中，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于主動配電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)具有雙向流動性特點，運行方式相對靈活，控制難度較大。提高主動配電網(wǎng)數(shù)據(jù)控制與保護核心數(shù)據(jù)的一致性是關(guān)鍵。主動配電網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)基數(shù)大、跨度長，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對數(shù)據(jù)進行分析采集，及時地獲取需要保護的數(shù)據(jù)。當(dāng)主動配電網(wǎng)發(fā)生故障時，需要工作人員及時辨別，找出故障發(fā)生原因，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠有效的保護配電網(wǎng)。

5 結(jié)語

將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于主動配電網(wǎng)中，為電力行業(yè)的發(fā)展提供了便利。其全面收集、整合、分析主動配電網(wǎng)涉及的繁雜數(shù)據(jù)，主動為配電網(wǎng)的正常工作提供數(shù)據(jù)保障，應(yīng)用大數(shù)據(jù)還能優(yōu)化電網(wǎng)的用電結(jié)構(gòu)，強化電網(wǎng)管理，為人民的生產(chǎn)生活帶來便捷。

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